CountDownLatch理解和用途

CountDownLatch概念

CountDownLatch是一個同步工具類，用來協調多個線程之間的同步，或者說起到線程之間的通信（而不是用作互斥的作用）。

CountDownLatch能夠使一個線程在等待另外一些線程完成各自工作之後，再繼續執行。使用一個計數器進行實現。計數器初始值爲線程的數量。當每一個線程完成自己任務後，計數器的值就會減一。當計數器的值爲0時，表示所有的線程都已經完成一些任務，然後在CountDownLatch上等待的線程就可以恢復執行接下來的任務。

CountDownLatch的用法

CountDownLatch典型用法：1、某一線程在開始運行前等待n個線程執行完畢。將CountDownLatch的計數器初始化爲new CountDownLatch(n)，每當一個任務線程執行完畢，就將計數器減1 countdownLatch.countDown()，當計數器的值變爲0時，在CountDownLatch上await()的線程就會被喚醒。一個典型應用場景就是啓動一個服務時，主線程需要等待多個組件加載完畢，之後再繼續執行。

CountDownLatch典型用法：2、實現多個線程開始執行任務的最大並行性。注意是並行性，不是併發，強調的是多個線程在某一時刻同時開始執行。類似於賽跑，將多個線程放到起點，等待發令槍響，然後同時開跑。做法是初始化一個共享的CountDownLatch(1)，將其計算器初始化爲1，多個線程在開始執行任務前首先countdownlatch.await()，當主線程調用countDown()時，計數器變爲0，多個線程同時被喚醒。

CountDownLatch的不足

CountDownLatch是一次性的，計算器的值只能在構造方法中初始化一次，之後沒有任何機制再次對其設置值，當CountDownLatch使用完畢後，它不能再次被使用。

例子1：

　　主線程等待子線程執行完成在執行

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
	final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		Runnable runnable = new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				try {
					System.out.println("子線程" + Thread.currentThread().getName() + "開始執行");
					Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
					System.out.println("子線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行完成");
					latch.countDown();//當前線程調用此方法，則計數減一
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		};
		service.execute(runnable);
	}

	try {
		System.out.println("主線程"+Thread.currentThread().getName()+"等待子線程執行完成...");
		latch.await();//阻塞當前線程，直到計數器的值爲0
		System.out.println("主線程"+Thread.currentThread().getName()+"開始執行...");
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}

例子2：

　　百米賽跑，4名運動員選手到達場地等待裁判口令，裁判一聲口令，選手聽到後同時起跑，當所有選手到達終點，裁判進行彙總排名

package com.example.demo.CountDownLatchDemo;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CountdownLatchTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
        final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(4);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println("選手" + Thread.currentThread().getName() + "正在等待裁判發佈口令");
                        cdOrder.await();
                        System.out.println("選手" + Thread.currentThread().getName() + "已接受裁判口令");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("選手" + Thread.currentThread().getName() + "到達終點");
                        cdAnswer.countDown();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            service.execute(runnable);
        }
        try {
            Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"即將發佈口令");
            cdOrder.countDown();
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"已發送口令，正在等待所有選手到達終點");
            cdAnswer.await();
            System.out.println("所有選手都到達終點");
            System.out.println("裁判"+Thread.currentThread().getName()+"彙總成績排名");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        service.shutdown();
    }
}